CN203504327U - 定子和电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种定子和电机，定子包括定子铁芯、内层线圈绕组、外层线圈绕组和位于内层线圈绕组外周面与外层线圈绕组内周面之间的绝缘层，内层线圈绕组外周面与外层线圈绕组内周面相互面对，所述绝缘层为热收缩包覆在内层线圈绕组外周面的热缩套管。本实用新型通过热缩套管对定子的内、外两层线圈绕组进行绝缘，减少了常规生产时的放入相间绝缘纸的工序，使得定子生产工序简单，可控性高，易实现自动化，使人力成本降低，生产效率提高。采用热缩套管使内、外两层线圈绕组在空间上完全隔离，使两层线圈绕组整齐排布，减少了绕组的匝间耐压不良隐患，电机可靠性和寿命提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域，具体地说，涉及一种具有内、外两层线圈绕组的定子及含有这种定子的电机。
背景技术
电机广泛地应用在工业生产以及生活的各种电器设备中，现有的电机具有定子和转子，转子轴安装在转子中并随转子的旋转而旋转，并由此输出动力。
参见图1，现有的一些电机具有由端盖11、12组成的壳体，壳体内安装有定子15以及转子18，定子15具有定子铁芯16以及绕制在定子铁芯16上的线圈绕组17。转子18安装在定子15内，并可相对于定子15旋转。转子轴19安装在转子18内，且与转子18过盈配合，转子轴19在转子18的带动下旋转，从而向外输出动力。
定子铁芯16通常由多片形状相同的定子冲片叠压而成，参见图2，定子冲片20由硅钢片冲压而成，其大致呈圆环状，并具有位于外周缘的轭部21，且轭部21呈圆环状。定子冲片20还设有自轭部21沿定子冲片20的径向向定子冲片20的中部延伸的多个齿22，相邻的两个齿22之间形成一个绕线槽23，线圈绕组绕制在齿22上。并且，定子冲片20的中部设置一个中空的内圆孔24，多片定子冲片20叠压形成定子铁芯16后，定子冲片20的内圆孔24形成转子孔161，转子18安装到转子孔161内。
对定子冲片20叠压而成的定子铁芯16绕制线圈绕组时，需要绕制两层线圈绕组，分别是内层线圈绕组与外层线圈绕组。参见图3，外层线圈绕组35绕制在定子铁芯16的绕线槽33的底部，离定子铁芯16的轴线较远。内层线圈绕组36绕制在绕线槽33靠近槽口的位置，离定子铁芯16的轴线较近。
每一内层线圈绕组36将跨越四个绕线槽33，且每一外层线圈绕组35也跨越四个绕线槽33，且内层线圈绕组36与外层线圈绕组35并不绕制在同一个绕线槽33上。然而，绕制内层线圈绕组36的绕线槽33将有外层线圈绕组35跨越，而绕制外层线圈绕组35的绕线槽33也有内层线圈绕组36，导致内层线圈绕组36与外层线圈绕组35之间的距离很近，这对内层线圈绕组36与外层线圈绕组35之间的绝缘处理提出很高的要求，因此内层线圈绕组36与外层线圈绕组35之间的绝缘处理工艺复杂。
此外，由于内层线圈绕组36与外层线圈绕组35在定子铁芯16的轴向上重叠，导致内层线圈绕组36与外层线圈绕组35的绕制难度高，导致内层线圈绕组36与外层线圈绕组35的匝间不良率高，在推高电机的生产成本的同时，影响电机的工作稳定性，导致电机额定效率低、能耗大。
为了满足相邻的两个内层线圈绕组36或者外层线圈绕组35在嵌线后在定子铁芯16槽口位置有足够的避让空间，这就要两层线圈绕组线圈绕组伸出定子铁芯16的部分要足够长，就是内层线圈绕组36以及外层线圈绕组35的端部要足够长。这样，导致制造线圈绕组的漆包线使用量增加，还导致电机的能耗大、额定效率低。
为了绕制线圈绕组的方便，目前出现了一种齿部与轭部相分离的定子铁芯，这种定子铁芯由多片形状相同的定子冲片叠压而成。参见图4，定子冲片40由硅钢片冲压而成，其由可拆卸地连接的轭部41与齿部42构成，轭部41位于定子冲片40的外侧，齿部42位于轭部41的内侧。齿部42的中部设有一个圆孔43，转子可以安装在圆孔43内。
上述的定子冲片40叠压后形成的定子铁芯 60，如图5和图6所示，定子铁芯60具有圆环状的轭部45以及齿部47，轭部45的内壁上设有多个槽46，齿部47具有多个齿48，齿48包括间隔布置的直齿与弯曲齿，每一个齿48的端部设有榫49。齿部47安装到轭部45时，榫49与槽46配合，实现齿部47与轭部45的固定连接。
如图7和图8所示，制造定子时，先将内层线圈绕组71和外层线圈绕组72分别绕制在齿部47的各齿之间的绕线槽内，再将绕制有线圈绕组的齿部47装在轭部45内，以降低绕线的难度，提高线圈绕组的绕制效率。
目前在制造上述具有内、外两层线圈绕组的定子及采用该定子的电机时，多采用通过人工放入相间绝缘纸来使内、外两层线圈绕组相隔离的生产工艺，这种生产工艺存在以下缺点：1、人工操作，工序复杂，无法实现自动化；2、很难确保将内、外两层线圈绕组完全隔离，绕组匝间耐压不良比率高，存在安全隐患，电机可靠性低，寿命短。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于克服以上缺点与不足，提供一种具有新型的绕组绝缘结构的定子，该绕组绝缘结构使定子的内、外两层线圈绕组完全隔离，以减少定子匝间耐压不良，提高电机可靠性及寿命，同时实现自动化。
本实用新型的另一个目的在于提供一种具有这种定子的电机。
为实现上述第一目的，本实用新型提供了一种定子，包括呈圆环形的定子本体，该定子本体包含有定子铁芯、内层线圈绕组和外层线圈绕组，所述内层线圈绕组具有垂直于所述定子本体径向的外周面，所述外层线圈绕组具有垂直于所述定子本体径向的内周面，所述内层线圈绕组外周面与所述外层线圈绕组内周面相互面对；其特征在于：所述定子还包括位于所述内层线圈绕组外周面与所述外层线圈绕组内周面之间的绝缘层，所述绝缘层为热收缩包覆在所述内层线圈绕组外周面的热缩套管。
由上述方案可见，本实用新型通过热缩套管对定子的内、外两层线圈绕组进行绝缘，减少了常规生产时的放入相间绝缘纸的工序，使得定子生产工序简单，可控性高，易实现自动化，使人力成本降低，生产效率提高。采用热缩套管使内、外两层线圈绕组在空间上完全隔离，使两层线圈绕组整齐排布，减少了绕组的匝间耐压不良隐患，电机可靠性和寿命提高。机器可以直接自动绕线，端部绕组用量减少，材料成本低，定子端部铜耗降低，电机效率提高。
进一步地，所述热缩套管还包覆了所述内层线圈绕组的轴向端面的至少一部分。这样设计的好处在于内层线圈绕组与外层线圈绕组完全绝缘，减少了绕组匝间耐压不良比例。
优选地，所述热缩套管的壁厚为0.05mm~2mm。
优选地，所述热缩套管为PVC套管。
进一步地，所述定子铁芯包括齿部和轭部，所述齿部与轭部之间形成可分离的连接。这样的设计可便于绕制线圈绕组。
进一步地，所述定子本体还包含有绝缘骨架，所述绝缘骨架套装在所述定子铁芯的齿部外，所述内层线圈绕组和外层线圈绕组分别绕制在所述绝缘骨架的骨架绕线槽内。这样的设计可避免线圈绕组与定子铁芯之间的磁场影响，
为实现上述第二目的，本实用新型提供了一种电机，包含定子和转子，所述定子包括呈圆环形的定子本体，该定子本体包含有定子铁芯、内层线圈绕组和外层线圈绕组，所述内层线圈绕组具有垂直于所述定子本体径向的外周面，所述外层线圈绕组具有垂直于所述定子本体径向的内周面，所述内层线圈绕组外周面与所述外层线圈绕组内周面相互面对；所述定子还包括位于所述内层线圈绕组外周面与所述外层线圈绕组内周面之间的绝缘层，所述绝缘层为热收缩包覆在所述内层线圈绕组外周面的热缩套管。
由上述方案可见，本实用新型通过热缩套管对定子的内、外两层线圈绕组进行绝缘，减少了常规生产时的放入相间绝缘纸的工序，使得定子生产工序简单，可控性高，易实现自动化，使人力成本降低，生产效率提高。采用热缩套管使内、外两层线圈绕组在空间上完全隔离，使两层线圈绕组整齐排布，减少了绕组的匝间耐压不良隐患，电机可靠性和寿命提高。机器可以直接自动绕线，端部绕组用量减少，材料成本低，定子端部铜耗降低，电机效率提高。
附图说明
图1是现有电机的剖视图。
图2是现有一种定子冲片的结构放大图。
图3是现有定子铁芯绕制有线圈绕组的结构放大图。
图4是现有另一种定子冲片实施例的平面图。
图5是现有另一种定子铁芯的立体图。
图6是图5所示定子铁芯的分解图。
图7是图5所示定子铁芯绕制内、外两层线圈绕组后的定子结构示意图。
图8是图7所示定子的轴向视图。
图9是本实用新型定子的实施例一的立体图。
图10是图9所示定子的另一视角立体图。
图11是图9所示定子的轴向视图。
图12是图10所示定子的轴向视图。
图13是图9所示定子的零件分解图。
图14是图10的A-A剖视图。
图15是图9所示定子的部分爆炸图。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
具体实施方式
本实用新型电机的一种实施例为单相交流异步电动机，与图1所示的现有电机结构基本类似，同样包括壳体、定子和转子等，转子安装在定子内，并可相对于定子旋转。转子轴安装在转子内，且与转子过盈配合，转子轴在转子的带动下旋转，从而向外输出动力。与现有电机不同之处在于，本实用新型的电机采用了图9至图15所示的定子结构。
参见图9至图15，本实施例的定子10包括呈圆环形的定子本体6和两个热缩套管81、82，该定子本体6包含有定子铁芯60、内层线圈绕组71、外层线圈绕组72和由绝缘材料制成的绝缘骨架5，该定子铁芯60与图5所示的定子铁芯60类似，同样是由可分离的齿部47和轭部45构成， 其具体结构可参考背景技术的相关说明，此处不再详细描述。内层线圈绕组71和外层线圈绕组72分别包含了多个大致呈“回”字形的绕组单元。
绝缘骨架5由第一半部51和第二半部52组合而成，第一半部51的第一齿绝缘部分和第二半部52的第二齿绝缘部分可相互套接而形成套在定子铁芯60的齿部47外的齿绝缘部分。齿绝缘部分包括分别对应于齿部47每个齿48的若干个齿绝缘套，各齿绝缘套之间形成骨架绕线槽，内层线圈绕组71和外层线圈绕组72分别绕在骨架绕线槽内。齿绝缘部分用于定子铁芯60的齿部47与线圈绕组71、72之间的隔离，以提高绕组间的匝间耐压性能，简化定子生产时的工序和工艺。
绝缘骨架5的齿绝缘部分的外周缘设有用于阻挡绕组向外部飞线的外挡板56，外挡板56的两个轴向端部超出齿绝缘部分的两个轴向端面而延伸。外挡板56由若干个外挡板单元组成，齿绝缘部分的每个齿绝缘套的径向外端设有一个外挡板单元，相邻两个外挡板单元之间留有一定间隙的进线槽562，进线槽562沿绝缘骨架5的轴向延伸，用于绕线时的进线，以便实现机器自动绕线，提高自动化率。
绝缘骨架5的轴向两个端部还设有沿齿绝缘部分的轴向端面的径向内周缘而设置的内圈挡板58，内圈挡板58从齿绝缘部分的两个轴向端面沿绝缘骨架5的轴向向外延伸。内圈挡板58和外挡板56分别位于两个不同的同心圆上。内圈挡板58用于阻挡绕组向内部飞线，以保证绕线后定子的内圆尺寸。
内层线圈绕组71具有垂直于定子本体6径向的外周面711、内周面712和与定子轴向垂直的两个轴向端面，外层线圈绕组72具有垂直于定子本体6径向的外周面721、内周面722和与定子轴向垂直的两个轴向端面，内层线圈绕组外周面711与外层线圈绕组内周面722相互面对。两个热缩套管81、82分别位于定子本体6的两个轴向端部的内层线圈绕组外周面711与外层线圈绕组内周面722之间，并且分别热收缩包覆在内层线圈绕组外周面711上。
热缩套管81、82是采用具有热缩性的材料制成，例如为PVC（聚氯乙烯）套管。将两个热缩套管81、82分别套在定子本体6两个轴向端部的内层线圈绕组外周面711上，经过一定的温度加热并热缩一定时间之后，热缩套管81、82就可以紧密地包在内层线圈绕组外周面711上而不松脱。
热缩套管81、82的壁厚可以根据热缩套管材料的热缩性能好坏以及线圈绕组槽满率的高低来选择。优选地，该热缩套管81、82的壁厚为0.05mm~2mm。该热缩套管81、82的内径略大于内层线圈绕组71的外径，以便于热缩套管81、82往内层线圈绕组71上套。
上述实施例的装配方法如下：
1、将绝缘骨架5的第一半部51和第二半部52分别从定子铁芯60的两端插入，彼此配合，然后在绝缘骨架5上先绕好内层线圈绕组71；
2、将热缩套管81、82分别套在定子本体6两个轴向端部的内层线圈绕组外周面711上；
3、对热缩套管81、82进行热收缩固定，使其将内层线圈绕组71的外周面711完全绝缘；
4、在已热收缩固定好的热缩套管81、82的外周面绕制外层线圈绕组72。
由上述方案可见，本实用新型通过热缩套管对定子的内、外两层线圈绕组进行绝缘，减少了常规生产时的放入相间绝缘纸的工序，使得定子生产工序简单，可控性高，易实现自动化，使人力成本降低，生产效率提高。采用热缩套管使内、外两层线圈绕组在空间上完全隔离，使两层线圈绕组整齐排布，减少了绕组的匝间耐压不良隐患，电机可靠性和寿命提高。机器可以直接自动绕线，端部绕组用量减少，材料成本低，定子端部铜耗降低，电机效率提高。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的发明构思前提下，还可以做出若干变形和改进，而不脱离本实用新型的保护范围。例如，绝缘骨架可以不需要，而改用其它的绝缘方式来代替。PVC套管可以用其他具有热缩性的材料来代替。另外，热缩套管81、82还可以不仅包覆内层线圈绕组71的外周面711，还包覆了内层线圈绕组71的两个轴向端面的一部分或者全部。
Claims (7)
1. 定子，包括呈圆环形的定子本体，该定子本体包含有定子铁芯、内层线圈绕组和外层线圈绕组，所述内层线圈绕组具有垂直于所述定子本体径向的外周面，所述外层线圈绕组具有垂直于所述定子本体径向的内周面，所述内层线圈绕组外周面与所述外层线圈绕组内周面相互面对；其特征在于：所述定子还包括位于所述内层线圈绕组外周面与所述外层线圈绕组内周面之间的绝缘层，所述绝缘层为热收缩包覆在所述内层线圈绕组外周面的热缩套管。
2. 根据权利要求1所述的定子，其特征在于：所述热缩套管还包覆了所述内层线圈绕组的轴向端面的至少一部分。
3. 根据权利要求1所述的定子，其特征在于：所述热缩套管的壁厚为0.05mm~2mm。
4. 根据权利要求1所述的定子，其特征在于：所述热缩套管为PVC套管。
5. 根据权利要求1所述的定子，其特征在于：所述定子铁芯包括齿部和轭部，所述齿部与轭部之间形成可分离的连接。
6. 根据权利要求1所述的定子，其特征在于：所述定子本体还包含有绝缘骨架，所述绝缘骨架套装在所述定子铁芯的齿部外，所述内层线圈绕组和外层线圈绕组分别绕制在所述绝缘骨架的骨架绕线槽内。
7. 电机，包括定子和转子，其特征在于：所述定子为根据权利要求1至6任一项所述的定子。
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